用“IPC”+“组态王”实现油墨生产线监控系统（中）
日期：2008-9-8 21:09:02 来源：中国自动化网
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3．系统软件设计
3.1油墨生产流程控制程序设计
程序分成8部分，即日用粉料仓补料程序，愿油料罐自补料程序，配方管理程序，混合罐自动配料程序（MT），混合罐搅拌程序，CO研墨程序，二次加料控制程序（LT），调整罐搅拌程序。现将每个程序的功能介绍如下
1. 日用粉料仓、原油料罐补料程序
所有的粉料仓都装有称重传感器，称重显示仪表安装于现场，以便于现场卸料人员观看，每个日料仓都设有上、下限控制，程序通过检测，会自动给日料仓补充粉料。原油罐与粉料仓相似,其自补料程序与粉料基本相同。
2. 配方管理程序
该程序的功能主要是通过组态王自带配方管理功能，通过函数调用配方、选择配方保存、删除配方，还可以添加配方来实现配方管理。详见配方管理功能。
3. 混合罐自动配料程序（MT）
该程序是整个工艺流程中最重要的部分，它的功能是完成对配料过程的控制。混合罐是高速预分散罐，混合罐上的搅拌器通过高速预分散将所配油料及粉料进行充分混合后，研磨机才可进行研磨，由于高速预分散是一个散热过程，所以混合罐上装有温度传感器，当温度高于混合罐的设定上限值时，系统打开冷却水阀门进行冷却，当温度低于下限时，关闭冷却水阀门。混合罐上装有上限保护开关及称重传感器，秤的实际值以千克值在上位机上显示，当液位低于某一参数值时，混合罐上的搅拌器关闭。通过混合罐底部称重传感器对所加料的检测，控制上端阀体打开或关闭，来完成配料的过程。具体分为油料配制，与粉料配置。两种配料过程是不同的，油料是分批次下料，料1下放完毕后关闭相应阀体，并启动料2的配制，料2完毕后启动料3，料3完毕后，关闭相应阀体，油料配制完毕，启动粉料的配制。粉料的下料是通过粉料流量计的，因此可以三种料一起下放，谁先到达预定值，就相应停止该料的下放。程序流程见图 3.2。
4. 混合罐、调整罐的搅拌程序
搅拌程序是对电机的控制，和搅拌时间的控制。只有达到相应的条件才能进行搅拌，时间的控制，这里是一个延时程序控制，程序比较简单，这里不再赘述。
5. CO研墨程序
该程序是通过检测判别相应的进出口压力、温度及上面缓冲罐的料位情况来决定研墨机和进料泵的启停。
6. 二次加料程序程序
当一个批次研磨完后，由检测人员进行检测，通过计算，如果需要调整，则必须创建一个调整工序，调整工作配方输入后，控制系统自动启动二次加配料程序并将所配料排至目标罐。二次加料的控制程序与混合罐配料程序有相似之处，并且比混合罐配料程序更简单，因为没有粉料的配制。这里不再赘述。
程序流程图如下：图3.1油墨生产控制主程序流程图
下面是配料控制程序流程图：
3.2 应用组态王开发监控系统软件
新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。
选用北京亚控组态王6.5版软件256点开发版、256点运行版。
建立应用工程的一般步骤：
a.设计图形界面 b.定义设备 c.构造数据库变量 d.建立动画连接 e.运行和调试
这五个步骤并不是完全独立的，事实上，这五个部分常常是交错进行的。在用TOUCHMAK构造应用工程之前，需要仔细规划项目，主要考虑三方面问 ：画面；数据；动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对油墨生产线监控系统进行设计，系统组态结构如图3.3
★★ 系统开发过程步骤
★ 定义设备
组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。外部设备包括：下位机（PLC、仪表、模块、板卡、变频器等），它们一般通过串行口和上位机交换数据；其他Windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；外部设备还包括网络上的其他计算机。
只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。通过“设备配置向导”就可以简单的完成外部设备的连接。
※※在进行各个外部设备定义之前，需要确定该设备的驱动已经安装，如果使用Windows NT系统，还需要安装系统补丁。
1、模拟量数据采集卡PCL813的定义
①在组态王工程浏览器的左侧选中“板卡”，在右侧双击“新建”，运行“设备配置向导”；
②选择“研华”，“PCL813”，“板卡”，单击下一步，打开逻辑名称设置对话框；
③外部设备取名“PCL813”，单击下一步，打开设备地址，初始化设置对话框；
④组态王定义PCL813设备的地址格式为 十六进制数, 设地址为304，无初始化字。单击下一步弹出信息总结对话框。确认无误后完成即可，否则可返回上一步，重新设置。
2.数字量采集输入输出板卡PCL730 、PCL725的定义
定义过程与PCL813基本相同，只是信息设置地址不同而已。这里就没必要在叙述了。
★ 构造数据库变量
数据库是“组态王”最核心的部分。在TOUCHVEW运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。
数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。
在组态王软件中数据库分为：实时数据库和历史数据库
数据库中存放的是制作时定义的变量以及系统预定义的变量。变量可以分为基本类型和特殊类型两大类。基本类型的变量又分为“内存变量”和“I/O变量”两类。基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、模拟型、长整数型和字符串型。
特殊变量类型有报警窗口变量、报警组变量、历史趋势曲线变量、时间变量四种。这几种特殊类型的变量正是体现了“组态王”系统面向工控软件、自动生成人机接口的特色。
在工程浏览器的左侧选择数据词典，在右侧双击新建，就可以打开数据属性设置对话框，进行变量的定义。
以每种类型一个变量为例，我们简单介绍下变量的具体设置：
1、内存离散变量、I/O离散变量
内存和I/O离散变量的区别是否与外部设备连接，其他设置基本相同。
以下油料阀11为例，定义变量的基本属性如图 3.4所示：
连接设备选择PCL730，寄存器格式：DIdd，dd表示数字量输入通道，取值范围0～31。如上图的下油料阀由第8路输入，因此写为DI08。依照寄存器类型选择数据类型Bit。
图3.4 定义IO离散变量
2、内存实型变量、I/O实型变量
内存和I/O实型变量的区别同样在于是否与外部设备连接，其他设置基本相同。以混合罐1的温度为例，定义IO变量的基本属性、报警定义、记录。
※ 需要注意的是，最小值、最大值、最小原始值、最大原始值的设置。
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3.1油墨生产流程控制程序设计
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程序分成8部分，即日用粉料仓补料程序，愿油料罐自补料程序，配方管理程序，混合罐自动配料程序（MT），混合罐搅拌程序，CO研墨程序，二次加料控制程序（LT），调整罐搅拌程序。现将每个程序的功能介绍如下
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1. 日用粉料仓、原油料罐补料程序
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所有的粉料仓都装有称重传感器，称重显示仪表安装于现场，以便于现场卸料人员观看，每个日料仓都设有上、下限控制，程序通过检测，会自动给日料仓补充粉料。原油罐与粉料仓相似,其自补料程序与粉料基本相同。
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2. 配方管理程序
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该程序的功能主要是通过组态王自带配方管理功能，通过函数调用配方、选择配方保存、删除配方，还可以添加配方来实现配方管理。详见配方管理功能。
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3. 混合罐自动配料程序（MT）
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该程序是整个工艺流程中最重要的部分，它的功能是完成对配料过程的控制。混合罐是高速预分散罐，混合罐上的搅拌器通过高速预分散将所配油料及粉料进行充分混合后，研磨机才可进行研磨，由于高速预分散是一个散热过程，所以混合罐上装有温度传感器，当温度高于混合罐的设定上限值时，系统打开冷却水阀门进行冷却，当温度低于下限时，关闭冷却水阀门。混合罐上装有上限保护开关及称重传感器，秤的实际值以千克值在上位机上显示，当液位低于某一参数值时，混合罐上的搅拌器关闭。通过混合罐底部称重传感器对所加料的检测，控制上端阀体打开或关闭，来完成配料的过程。具体分为油料配制，与粉料配置。两种配料过程是不同的，油料是分批次下料，料1下放完毕后关闭相应阀体，并启动料2的配制，料2完毕后启动料3，料3完毕后，关闭相应阀体，油料配制完毕，启动粉料的配制。粉料的下料是通过粉料流量计的，因此可以三种料一起下放，谁先到达预定值，就相应停止该料的下放。程序流程见图 3.2。
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4. 混合罐、调整罐的搅拌程序
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搅拌程序是对电机的控制，和搅拌时间的控制。只有达到相应的条件才能进行搅拌，时间的控制，这里是一个延时程序控制，程序比较简单，这里不再赘述。
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5. CO研墨程序
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该程序是通过检测判别相应的进出口压力、温度及上面缓冲罐的料位情况来决定研墨机和进料泵的启停。
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6. 二次加料程序程序
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当一个批次研磨完后，由检测人员进行检测，通过计算，如果需要调整，则必须创建一个调整工序，调整工作配方输入后，控制系统自动启动二次加配料程序并将所配料排至目标罐。二次加料的控制程序与混合罐配料程序有相似之处，并且比混合罐配料程序更简单，因为没有粉料的配制。这里不再赘述。
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程序流程图如下：图3.1油墨生产控制主程序流程图
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下面是配料控制程序流程图：
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3.2 应用组态王开发监控系统软件
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新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。
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选用北京亚控组态王6.5版软件256点开发版、256点运行版。
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建立应用工程的一般步骤：
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a.设计图形界面 b.定义设备 c.构造数据库变量 d.建立动画连接 e.运行和调试
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这五个步骤并不是完全独立的，事实上，这五个部分常常是交错进行的。在用TOUCHMAK构造应用工程之前，需要仔细规划项目，主要考虑三方面问 ：画面；数据；动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对油墨生产线监控系统进行设计，系统组态结构如图3.3
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★★ 系统开发过程步骤
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★ 定义设备
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。外部设备包括：下位机（PLC、仪表、模块、板卡、变频器等），它们一般通过串行口和上位机交换数据；其他Windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；外部设备还包括网络上的其他计算机。
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只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。通过“设备配置向导”就可以简单的完成外部设备的连接。
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※※在进行各个外部设备定义之前，需要确定该设备的驱动已经安装，如果使用Windows NT系统，还需要安装系统补丁。
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1、模拟量数据采集卡PCL813的定义
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①在组态王工程浏览器的左侧选中“板卡”，在右侧双击“新建”，运行“设备配置向导”；
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②选择“研华”，“PCL813”，“板卡”，单击下一步，打开逻辑名称设置对话框；
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③外部设备取名“PCL813”，单击下一步，打开设备地址，初始化设置对话框；
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④组态王定义PCL813设备的地址格式为 十六进制数, 设地址为304，无初始化字。单击下一步弹出信息总结对话框。确认无误后完成即可，否则可返回上一步，重新设置。
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2.数字量采集输入输出板卡PCL730 、PCL725的定义
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定义过程与PCL813基本相同，只是信息设置地址不同而已。这里就没必要在叙述了。
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★ 构造数据库变量
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数据库是“组态王”最核心的部分。在TOUCHVEW运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。
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数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。
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在组态王软件中数据库分为：实时数据库和历史数据库
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数据库中存放的是制作时定义的变量以及系统预定义的变量。变量可以分为基本类型和特殊类型两大类。基本类型的变量又分为“内存变量”和“I/O变量”两类。基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、模拟型、长整数型和字符串型。
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特殊变量类型有报警窗口变量、报警组变量、历史趋势曲线变量、时间变量四种。这几种特殊类型的变量正是体现了“组态王”系统面向工控软件、自动生成人机接口的特色。
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在工程浏览器的左侧选择数据词典，在右侧双击新建，就可以打开数据属性设置对话框，进行变量的定义。
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以每种类型一个变量为例，我们简单介绍下变量的具体设置：
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1、内存离散变量、I/O离散变量
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内存和I/O离散变量的区别是否与外部设备连接，其他设置基本相同。
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以下油料阀11为例，定义变量的基本属性如图 3.4所示：
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连接设备选择PCL730，寄存器格式：DIdd，dd表示数字量输入通道，取值范围0～31。如上图的下油料阀由第8路输入，因此写为DI08。依照寄存器类型选择数据类型Bit。
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图3.4 定义IO离散变量
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2、内存实型变量、I/O实型变量
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内存和I/O实型变量的区别同样在于是否与外部设备连接，其他设置基本相同。以混合罐1的温度为例，定义IO变量的基本属性、报警定义、记录。
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※ 需要注意的是，最小值、最大值、最小原始值、最大原始值的设置。
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